项目名称：智慧家禽养殖项目
部署地点：中国河北
目标行业：畜牧业
项目合作伙伴：
在过去50多年中，农业产业已经历深刻变革。然而，如今正迎来一个更具革命性的转型阶段——”数据和连接性”时代的全面到来。根据麦肯锡公司的研究，物联网(IoT)互联传感器、人工智能、大数据分析等新兴技术正在显著提高资源利用效率、增加经济产出，并帮助畜牧业实现可持续发展和增强韧性（Goedde et al, 2020）。
全球人口预计将在2050年达到97亿（UNDESA, 2019），这一人口增长趋势对食品供应提出了前所未有的挑战。同时，气候变化引发的极端天气、水土资源短缺以及各类疫病威胁等因素，促使我们必须重新审视传统的不可持续生产模式。
在这种背景下，消费者越来越追求包括家禽养殖在内的伦理和可持续食品生产（Perez-Cueto, 2020）。为了应对这些挑战，畜牧业从业者积极与ICT行业合作，将IIoT等连接技术应用于农场管理，以应对行业中众多人工难以控制的变量（图1）。
图1. 畜牧业IoT解决方案示例（Proximvo, 2018）
挑战是什么？
如何技术化和可持续地扩大具有成本敏感环境属性和不可控变量的畜牧业？
项目内容是什么？
2019年10月至12月，康壕智农与Seeed展开合作，在河北省的家禽养殖场部署了SenseCAP无线LoRaWAN系列网关和传感器，构建全面的IoT解决方案。值得一提的是，康壕智农的三名技术人员仅用一天时间就完成了10个SenseCAP传感器的安装部署。这些传感器按预设间隔监测农场环境参数，为雏鸡在各种环境条件下的健康生长提供了最优保障（图2）。
图2. 康壕智农家禽养殖场
项目合作伙伴康壕智农成立于2015年，是北京专业的智慧农业和畜牧业解决方案提供商，专注于”AI to Agro (A2A)”业务。公司整合先进设备和兽医营养专家资源，为农民提供全方位的智慧农业解决方案。
凭借多项自主知识产权和软件著作权，康壕智农提供农场设计、设备供应、疾病诊断、IoT解决方案和软件定制等服务。公司自主研发的”康壕e农夫”AI诊断APP实现了动物疾病自动诊断和智能用药指导。2019年推出的”FRAMZAI”可视化管理分析平台，能够实时分析农场环境数据，包括饲料管理和供水监控等（图3）。
在CEO尼拉杰·普拉贾帕蒂先生的带领下，团队深耕中国智能养殖研究。凭借在家禽养殖场智能化改造等项目的出色表现，公司于2019年获得国家高新技术企业认证。普拉贾帕蒂先生此前曾在Avocent-Emerson、Dell、GITPL等跨国公司担任高级解决方案架构师和数据中心设计师。
图3. FRAMZAI软件平台
ⓒ 康壕智农
家禽养殖面临着复杂的管理挑战。饲料、水源和养殖环境构成了决定雏鸡健康生长的三大关键要素。以肉鸡为例，从出生到出栏的整个饲养周期约为40天，需要从几十克长到2.5公斤左右。
这40天的每一天都至关重要，因为不同生长阶段的雏鸡对温度、湿度、CO2浓度等环境条件都有特定需求。数据显示，100只新生雏鸡中，由于饮水、营养和环境问题，前期死亡率可达20%左右，直接影响了养殖效益。
面对家禽养殖中众多成本敏感因素，单靠人工管理难以保证投资回报。为了解决这一现实问题，康壕智农采用了创新性的技术方案——将SenseCAP无线LoRaWAN系列集成到其FRAMZAI系统中，应用于家禽养殖场和其他畜牧场，实时监测雏鸡各生长阶段的环境需求（图4）。系统还能在无人值守时自动调控，比如通过调节风扇转速或光照强度来维持适宜的室温。
图4. 在室内外家禽养殖场部署的SenseCAP网关和CO2传感器
SenseCAP成为康壕智农在家禽养殖场构建IoT解决方案的首选主要有3个原因：i）防水防尘且性能稳定的产品；ii）低功耗、长电池寿命、长距离传输的成本效益；iii）安装程序简单。
对于鸡的生长和健康，控制适宜的CO2、光照强度、气温和湿度至关重要。然而，家禽农民表示，检测和识别畜牧场内的各种环境条件一直是个挑战，因为存在太多不可控变量。对于家禽养殖中气温和湿度的准确测量，需要传感器安装在靠近地面的位置，而这里充满了动物粪便和灰尘，且设备要足够稳定以免受动物干扰。好在SenseCAP LoRaWAN传感器可以轻松解决这些问题。我们的SenseCAP LoRaWAN产品属于工业级设备，性能稳定，难以被动物撞击或抓挠破坏。此外，由于采用IP66外壳封装，它们具有防水防尘功能，确保传感器不间断传输数据。另外，优化设计的透气孔使SenseCAP CO2传感器具有高精度和高性能特性。因此，SenseCAP传感器非常适合在鸡场和其他家禽养殖场合部署（图5）。
图5. 在室内家禽养殖场部署的SenseCAP光照强度传感器
其次，SenseCAP支持LoRaWAN技术，这也是部署在农场的无线传感器能够在长距离上使用低功耗设备工作3-8年（是的，电池寿命！）的原因。现在，您可能想知道需要安装多少个网关。有趣的是，我们只需要在控制室中安装一个SenseCAP LoRaWAN网关，它可以连接部署在多个农场的数百个传感器。更令人兴奋的是，包括障碍物在内的最大传输距离可达2公里。这让农民的生活更轻松，因为SenseCAP LoRaWAN传感器可以每5分钟获取实时数据，这些数据将传输到我们的云服务器，然后传输到我们合作伙伴的平台，农民可以在那里查看所有集成和更新的数据（图6）。从农民的角度来看，我们的传感器用户友好，因为它们不需要农民不断手动检查鸡场，也不需要频繁更换电池。也就是说，SenseCAP产品可以大大降低家禽养殖场的管理成本。
图6. 智慧家禽养殖项目系统部署图
第三，每个细微差别都可能产生不可预见的外部性。特别是，动物对畜牧业中的环境变量敏感——如有害气体浓度、低效通风、粪便积累、氨气和CO2水平——需要IoT传感器来降低潜在死亡率。幸运的是，SenseCAP LoRaWan传感器是无线且易于拆卸和重新安装的产品。用户在清理和消毒家禽养殖场时临时移除它们是实用的，它们取代了在大型畜牧场周围设置10-20米长电线的人工工作。
供您参考，该项目家禽养殖场部署的SenseCAP LoRaWAN传感器和网关包括：
- SenseCAP户外网关 – LoRaWAN
- SenseCAP无线CO2传感器 – LoRaWAN
- SenseCAP无线空气温湿度传感器 – LoRaWAN
- SenseCAP无线光照强度传感器 – LoRaWAN
自这个试点项目成功实施以来，从2020年1月开始在中国各地的各种农场扩大规模，SenseCAP和FRAMZAI将在不久的将来在许多非洲国家复制——肯尼亚、乌干达、坦桑尼亚和南非。
总之，与康壕智农的合作充分说明了SenseCAP系列在家禽养殖和其他畜牧业领域是最先进的创新解决方案，凭借其准确实时的环境感知IoT技术。根据康壕智农CEO尼拉杰·普拉贾帕蒂的说法，SenseCAP由于其无线功能、紧凑尺寸和电池支持架构，易于安装且不干扰农场操作：
“SenseCAP产品是我们向国内外客户提供的智慧农业解决方案的重要组成部分。SenseCAP LoRaWan传感器是无线的，其未来感的人体工程学设计已将我们的实施时间从3-4周缩短到几天。SenseCAP的整个产品线是我们当前和未来路线图的组成部分。”
“智慧农业不限于家禽[养殖]。我们还有猪肉养殖和奶牛养殖的客户。所以，SenseCAP已部署在其他养殖[场景]中。…对我们来说扩大规模一点也不困难。首先，在部署SenseCAP解决方案时，这与市场上其他竞争对手有真正的差异化。在传统农业中，他们部署有线传感器，仅限于测量温度和湿度。…这不是监控农场条件的理想条件。其次，动物位置。如果你看家禽[农场]，它们在不同[层的]笼子里饲养。每个笼子和每层之间的温度差异相当不同。SenseCAP给我们监控[农场]房屋内不同空间的能力，所以现在，能够更准确地监控所有数据，比传统[传感器]更容易移动设备。第三，当我们完成试点后，客户…想要将解决方案部署到其他20个[农场]房屋。SenseCAP传感器的部署完成得很快，因为我们只需要添加传感器，…所以，与传统的有线传感器相比，扩大规模相当容易。”
哪些SDG相关？
通过将我们的SenseCAP LoRaWAN系列应用于智慧家禽养殖项目，我们正在努力实现以下联合国SDG（图7）：
图7. 智慧家禽养殖项目的SDG贡献（UN, 2016）
基于上述SDG，我们仔细研究了它们的具体目标，这些目标能够与SenseCAP在畜牧业领域可能产生的创新产生共鸣：
- 消除饥饿，确保所有人获得安全营养食品（目标2.1）
- 采用可持续食品生产系统和韧性农业实践，适应气候变化和天气模式变化（目标2.4）
- 减少因有害化学品和空气/水/土壤污染导致的死亡和疾病数量（目标3.9）
- 增加具有技术和职业知识的人数（目标4.4和12.A）
- 通过技术升级劳动密集型部门和资源效率提高经济生产力（目标8.2和8.4）
- 大幅提高各行业用水效率（目标6.4）
- 提高全球能源效率（目标7.3）
- 升级技术和可持续工业化（目标9.2和9.5）
- 实现可持续消费和生产计划，包括将生产中的全球食物浪费减半和化学品的安全管理（目标12.1、12.3和12.4）
- 通过能力建设纳入应对气候变化的机制（目标13.2和13.B）
- 通过公共、私人和民间社会部门的多利益相关者伙伴关系部署环境友好技术（目标17.7、17.16和17.17）
到现在，您可能已经发现SDG的目标相互重叠，或具有相似特征。这是因为SDG本质上是相互关联的，这就是为什么实现一个SDG可能对其他SDG产生积极、消极或中性影响。因此，联合国强调整体实现所有SDG的价值，而不是在孤立的情况下为特定SDG工作。这就是为什么Seeed热衷于与各种行业的合作伙伴合作，与他们一起我们可以成为更好的自己：潜在的可持续发展冠军。🙂